基于Drp1、Opa1蛋白與線粒體聯(lián)系探討針刺二腹肌前腹治療卒中后吞咽障礙的作用機制

謝亞青，毛忠南，張曉凌，王瑞瑞

（1.甘肅中醫(yī)藥大學，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000）

腦卒中已成為當今世界致殘率、致死率最高的神經系統(tǒng)疾病之一［1］。據(jù)相關研究報道，吞咽障礙作為腦卒中后常見并發(fā)癥，其發(fā)生率高達45.06%［2］。同時還會誘發(fā)誤吸性肺炎、窒息、營養(yǎng)不良、脫水及心理障礙等一系列并發(fā)癥，這些并發(fā)癥進一步加重吞咽困難［3］，大大延長患者的恢復期，嚴重影響其生活質量。

臨床中對吞咽障礙治療方式眾多，針刺作為一種中醫(yī)特色治療被廣泛運用，且療效顯著［4－6］，但仍缺乏有效證據(jù)證明其作用機制。有研究表明［7］，線粒體分裂機制的激活足以誘導骨骼肌萎縮。筆者通過文獻搜索發(fā)現(xiàn)，針刺可誘發(fā)線粒體蛋白表達，促進萎縮的骨骼肌恢復功能，提高臨床治療效率。故筆者通過尋找肌肉與線粒體的機制聯(lián)系試圖佐證針刺對肌肉功能的影響。

1 二腹肌與吞咽啟動的相關影響

吞咽是指人體從外周攝入的食物歷經口－咽部－食管－胃的整體過程［8］。較好的吞咽需完整誘發(fā)吞咽啟動，舌骨與喉的位移起到啟動吞咽的重要力學作用。解剖學可知上抬前旋舌骨及喉最主要的肌群為舌骨上肌群，附著于下頜骨及舌骨體上的二腹肌前腹收縮時可以充分上提舌骨及舌根，而舌根上提與吞咽啟動密切相關，所以推論二腹肌前腹收縮可有效啟動吞咽。有研究表明［9］，刺激下頜舌骨肌、頦舌骨肌、甲杓肌、膈肌和食管括約肌對其吞咽肌電幅值有顯著影響。

2 針刺在吞咽障礙治療中的優(yōu)勢和局限性

2.1 優(yōu)勢

王文豪等［10］提出針灸治療卒中后吞咽障礙方法多樣，可以有效改善患者吞咽功能、心理狀態(tài)及生活質量。以舌針、頭針等為代表的微針系統(tǒng)特色針法臨床運用日益廣泛，豐富了腦卒中后吞咽障礙針灸治療體系。唐強等［11］指出針刺在治療該病方面有著顯著療效，其操作便捷，方法多樣，且安全無副作用，與西醫(yī)治療相比有著明顯的治療優(yōu)勢，已成為治療腦卒中后患者吞咽困難的首要選擇。韓冰等［12］指出針刺療法在治療腦卒中后吞咽障礙中具有獨特優(yōu)勢，尤其在腦卒中恢復期，及時正確的針刺干預，可有效地減少腦卒中后遺癥帶來的痛苦，促進患者機體功能的恢復，從而獲得更好的康復效果。ZHONG L等［13］指出針灸是治療卒中后吞咽障礙的有效治療方式。GAO等［14］提出頸針可有效改善患者吞咽困難。

2.2 局限性

付愛慧等［15］提出針灸治療腦卒中后假性球麻痹吞咽障礙仍然缺少現(xiàn)代醫(yī)學理論機制來解釋、闡述或證明，還需大量臨床數(shù)據(jù)支持。肖瀟等［16］指出，腦卒中后吞咽障礙缺乏統(tǒng)一的療效評定標準，對吞咽功能的評估，臨床研究多采用洼田飲水試驗、藤島一郎吞咽療效評價、標準吞咽功能評價量表（SSA）、洼田吞咽能力評定法等多種評定標準，未形成統(tǒng)一的診療、評價標準，研究者選擇時主觀性較強，無法對各種針刺療法的療效進行較為客觀的評價；影響針刺療效的因素較多，如針刺手法、針刺深度、針刺方向、留針時間、針刺頻次等，目前尚無規(guī)范化治療方案來指導臨床，不利于普及和推廣。王歡等［17］指出國內對于針刺治療措施缺少規(guī)范性等問題使得針灸在臨床上難以進行精準的數(shù)據(jù)量化分析。

3 “針刺-肌肉-線粒體”機制認識

3.1 “針刺-二腹肌前腹”聯(lián)系

廉泉作為被高頻率使用治療吞咽障礙的穴位之一，位于舌骨上方，左右頦舌骨肌之間，靠近甲狀舌骨肌，深部為會厭，下方為喉門。淺層分布有頸橫神經、面神經頸支，深層分布有舌下神經分支、三叉神經分支、迷走神經分支的喉上神經。針刺廉泉由淺入深，穿過皮膚、皮下組織、二腹肌、下頜舌骨肌、口膈、頦舌骨肌。針刺該穴位可激活相對應麻痹的咽部肌群，促進咽部肌肉運動功能恢復［18］。

針刺治療卒中后吞咽障礙在臨床中應用廣泛［17］。有學者證實吞咽動作的完成與咽部肌群的活動密切相關［19］。陸軍偉等［20］通過檢索1998—2007年期間針灸治療腦卒中后吞咽障礙的相關文獻，統(tǒng)計分析結果顯示廉泉是使用頻率最高的穴位之一。

3.2 Drp1、Opa1蛋白與線粒體的聯(lián)系

線粒體融合有兩個過程：線粒體內膜、外膜的融合。哺乳動物有兩種線粒體融合蛋白的亞型：線粒體融合蛋白1（mitofusin 1，Mfn1）和線粒體融合蛋白2（mitofusin 2，Mfn2），線粒體的融合過程由多個膜錨定的動力蛋白起作用，Mfn1和Mfn2介導線粒體外膜的融合［21］，視神經萎縮蛋白（optic atrophy 1，Opa1）主要參與介導線粒體內膜融合［22］。GARCIA I 等［23］提出視神經萎縮蛋白（Opa1）是一種定位于線粒體內膜的動力素樣GTP 酶，在內膜融合和嵴維持中起關鍵作用。MALONEY D M 等［24］指出Opa1 在線粒體健康中起著關鍵作用，突變會導致嚴重的線粒體功能障礙。WANG R 等［25］指出Opa1 是動力蛋白超家族的一個大的GTP 酶，它介導線粒體內膜的融合，調節(jié)嵴的形態(tài)，維持呼吸鏈的功能。

動力蛋白相關蛋白1（dynamin related protein1，Drp1）主要參與線粒體的分裂，WU Q R 等［26］指出通過改變線粒體的磷酸化水平來調節(jié)線粒體的分裂。GAO F 等［27］提出Drp1 在感染過程中促進線粒體分裂和質量控制，以維持細胞內環(huán)境的穩(wěn)定。

Drp1 介導線粒體分裂的一般過程是線粒體表面的一些蛋白可募集Drp1，多聚化并形成螺旋，環(huán)繞在線粒體表面，通過水解GTP 來改變分子構象提供能量，Drp1 進行環(huán)收縮使線粒體分裂成兩個子線粒體［28］，線粒體形態(tài)學變化和細胞的能量代謝、凋亡、自噬等生命活動密切相關，這些過程都離不開Mfn1、Mfn2、Opa1、Drp1 等多種關鍵蛋白的功能及其調節(jié)［29］。線粒體動力學受線粒體功能以及細胞的影響，線粒體的融合可抑制細胞凋亡，其分裂會促進細胞的凋亡［30］。研究表明［31］，增加線粒體融合蛋白Mfn1、Mfn2 和視神經萎縮蛋白Opa1，減少分裂蛋白Drp1，可上調線粒體生物能量學相關基因的表達。HF A 等［32］研究表明，正反饋調節(jié)TFAM/NRF1誘導的線粒體生物發(fā)生，負反饋調節(jié)Drp1 誘導的線粒體凋亡，可以進一步減輕氧化應激和腦損傷，從而發(fā)揮神經保護作用。

3.3 針刺干預對線粒體的影響

尚畫雨等［33］研究發(fā)現(xiàn)，通過針刺可調控骨骼肌中線粒體超微結構及線粒體損傷，阻止線粒體數(shù)量減少，從而改善線粒體功能及能量代謝。李雅悅等［34］通過實驗觀察得出結論，針刺可促進融合蛋白表達，改變線粒體動力學異常模式，保護線粒體功能。賀平等［35］通過實驗觀察發(fā)現(xiàn)，針刺可以通過減輕線粒體超微結構的改變，有效保持線粒體結構的完整性，從而減少線粒體膜電位丟失，抑制線粒體內各種促凋亡因子的釋放。從上述實驗研究可知，針刺可改變線粒體的超微結構。有研究表明［36］，電針還可提高線粒體的分裂與融合水平，而電針非經非穴點對線粒體融合蛋白Opa1基因和蛋白表達則無明顯的提高。所以針刺穴位可有效保護線粒體的功能。

3.4 線粒體與肌肉的相互作用

線粒體作為細胞的高效產能器，也是細胞能量代謝的控制中心［37］。機體可通過線粒體電子傳遞鏈來產生ATP，提供機體所需能量［38］，也是肌肉能量的主要來源，線粒體功能異常會導致機體功能障礙，與四肢無力也密切相關。研究表明［39］，改善線粒體能量代謝異常模式對骨骼肌的損傷修復具有重要意義。

線粒體作為一個高度動態(tài)化的細胞器［40］，會隨著細胞周期和內、外環(huán)境的改變發(fā)生頻繁而持續(xù)的融合與分裂，是細胞自由基產生的主要場所。當缺血再灌注時，線粒體不僅難以產生能量，在代謝過程中電子漏出增加，從而產生過量的自由基。通過線粒體的依賴途徑，自由基會導致細胞凋亡，線粒體自身也易受到自由基的攻擊。JIN X 等［41］指出線粒體功能障礙導致不同方面觸發(fā)神經元死亡。線粒體對調節(jié)細胞呼吸、能量產生、小分子代謝、抗氧化和細胞老化等都是必不可少的。在哺乳動物細胞中，骨骼肌組織中線粒體分裂蛋白Drp1 與融合蛋白Opa1 可維持線粒體數(shù)量的動態(tài)平衡。而線粒體的數(shù)量與活性會影響內膜面積，從而影響ATP的產生。

4 小結

近年來，隨著現(xiàn)代臨床技術的飛速發(fā)展，康復訓練作為目前西醫(yī)治療腦卒中后吞咽障礙最主要最常用的方法之一，通過一系列訓練使受損的吞咽肌群有效恢復，但康復訓練針對吞咽困難治療手法較為單一，且需要患者全程高效配合，治療療程較長，不易被廣泛接受。尤其是吞咽障礙伴認知功能障礙的患者運用單一康復手段收效甚微?，F(xiàn)今針刺作為一項中醫(yī)特色治療方式，被逐漸在臨床推廣，但其因針刺深度、定位均缺乏量化標準，作用機制亦缺乏相應的科學考證。

筆者通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)，肌肉受損會正向影響骨骼肌中線粒體的蛋白表達，針刺干預受損肌群線粒體的表達可促進骨骼肌恢復，卒中后吞咽障礙患者的吞咽功能也將明顯得到改善。故筆者通過探討腦卒中后吞咽障礙相關受損肌群影響線粒體相關動力學機制表達的關系，觀察針刺受損肌群對線粒體的調控能否起到恢復受損肌群的作用，從而驗證針刺的標準化，望為臨床治療提供新的思路。

如何將現(xiàn)代醫(yī)療手段與針刺手法聯(lián)合，強化吞咽肌群力量訓練，短期內有效解決吞咽障礙，是當今研究的難點。在將來的研究中，筆者建議可從電針的頻率方面做深入研究，觀察不同頻率的電針治療對骨骼肌中線粒體表達的影響，從而找出最佳針刺頻率，為臨床提供準確高效的治療方式。但具體頻率的調整與其相關機制改變還需實驗考證，有待后期在相關方面做進一步臨床研究。